1、軟件學院軟件學院1計算機網絡計算機網絡（第七講）主講：李 勇二零一四年九月軟件學院2計算機網絡講義2上次課主要內容o 數據傳輸模式數據傳輸模式n同步傳輸同步傳輸n異步傳輸異步傳輸o 多路復用技術多路復用技術n頻分復用頻分復用n時分復用時分復用n波分復用波分復用n碼分多址碼分多址o 差錯校驗與控制差錯校驗與控制軟件學院32.5 傳輸媒體傳輸媒體o 在網絡體系結構中，傳輸媒體在物理層之外在網絡體系結構中，傳輸媒體在物理層之外。o 傳輸媒體又稱為媒體、傳輸介質或傳輸媒介傳輸媒體又稱為媒體、傳輸介質或傳輸媒介。o 傳輸媒體是數據傳輸系統中在發送器和接收傳輸媒體是數據傳輸系統中在發送器和接收器之間的物理

2、線路。器之間的物理線路。o 媒體分為導向媒體和非導向媒體。媒體分為導向媒體和非導向媒體。軟件學院41、導向傳輸媒體o 所謂的導向傳輸媒體是指信號沿著媒體鋪設所謂的導向傳輸媒體是指信號沿著媒體鋪設的方向傳播并被限制在媒體的物理邊界內的的方向傳播并被限制在媒體的物理邊界內的媒體。媒體。 1、雙絞線、雙絞線 2、同軸電纜、同軸電纜 3、光纜、光纜軟件學院5雙絞線概述o雙絞線由兩條包著絕緣材料的導體組成，這兩條導體按照每雙絞線由兩條包著絕緣材料的導體組成，這兩條導體按照每10厘厘米交叉至少米交叉至少3次的標準均勻的纏繞在一起（絞合度）。次的標準均勻的纏繞在一起（絞合度）。1、之所以采用雙絞線是因為通過

3、交叉可以抵消導線上的噪聲，、之所以采用雙絞線是因為通過交叉可以抵消導線上的噪聲，從而減少對雙絞線中信號的影響。從而減少對雙絞線中信號的影響。2、根據是否提供對其他線路引起的干擾屏蔽功能，雙絞線分為、根據是否提供對其他線路引起的干擾屏蔽功能，雙絞線分為屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線(STP)和非屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線(UTP)。軟件學院6屏蔽雙絞線o 屏蔽雙絞線（屏蔽雙絞線（STPSTP）是屏蔽的雙絞線由）是屏蔽的雙絞線由8 8根根4 4對外部包有對外部包有絕緣材料的導體組成，在絕緣材料的導體組成，在4 4對雙絞線的外層加上一層金對雙絞線的外層加上一層金屬箔或金屬網格，然后再加一層聚氯乙烯外皮。屬箔或金

4、屬網格，然后再加一層聚氯乙烯外皮。 1 1、之所以加一層金屬箔或金屬網格，是用來屏蔽外、之所以加一層金屬箔或金屬網格，是用來屏蔽外來的干擾。來的干擾。 2 2、需要注意的是，如果使用屏蔽的雙絞線進行布線、需要注意的是，如果使用屏蔽的雙絞線進行布線，則屏蔽層必須接地。，則屏蔽層必須接地。軟件學院7非屏蔽雙絞線o非屏蔽雙絞線（非屏蔽雙絞線（UTP） 是經常使用的一種雙絞線。與屏蔽雙絞是經常使用的一種雙絞線。與屏蔽雙絞線唯一不同的是沒有金屬箔或金屬網格。線唯一不同的是沒有金屬箔或金屬網格。 1、抗干擾能力不如屏蔽雙絞線、抗干擾能力不如屏蔽雙絞線序號序號電纜種類電纜種類抗干擾能力抗干擾能力1UTP 電

5、纜（無屏蔽層）電纜（無屏蔽層）40dB2STP 電纜（鋁箔屏蔽）電纜（鋁箔屏蔽）85dB 2、在非屏蔽雙絞線中、在非屏蔽雙絞線中8根導體具有不同的顏色，通常是：根導體具有不同的顏色，通常是： （1）白橙、橙：纏繞在一起，成為一對；）白橙、橙：纏繞在一起，成為一對； （2）白藍、藍：纏繞在一起，成為一對；）白藍、藍：纏繞在一起，成為一對； （3）白綠、綠：纏繞在一起，成為一對；）白綠、綠：纏繞在一起，成為一對； （4）白褐、褐：纏繞在一起，成為一對。）白褐、褐：纏繞在一起，成為一對。軟件學院8雙絞線分類o雙絞線按質量劃分為如下雙絞線按質量劃分為如下8種：種： 1、1類雙絞線類雙絞線 750kHZ

6、 在電話系統中使用的雙絞線，這種類別的雙絞線只適合傳輸語音信號和低速的數據信號。在電話系統中使用的雙絞線，這種類別的雙絞線只適合傳輸語音信號和低速的數據信號。 2、2類雙絞線類雙絞線 1MHz 適用于傳輸語音信號和適用于傳輸語音信號和4Mbps的數字數據傳輸。的數字數據傳輸。 3、3類雙絞線類雙絞線 16MHz 絞合長度為絞合長度為2.53.3cm，適用于語音傳輸和最大，適用于語音傳輸和最大10Mbps的數字數據傳輸。的數字數據傳輸。 4、4類雙絞線類雙絞線 20MHz 絞合長度小于絞合長度小于2.5cm ，加上其他條件使線路適用于語音傳輸和最大，加上其他條件使線路適用于語音傳輸和最大16Mb

7、ps的數字數據傳輸。的數字數據傳輸。 5、5類雙絞線類雙絞線 100MHz 絞合長度為絞合長度為0.60.85cm,適用于語音傳輸和最大適用于語音傳輸和最大100Mbps的數字數據傳輸。的數字數據傳輸。 6、超、超5類雙絞線類雙絞線 100MHz 適用于語音傳輸和最大適用于語音傳輸和最大155Mbps的數字數據傳輸。的數字數據傳輸。 7、6類雙絞線類雙絞線 250MHz 適用于語音傳輸和最大適用于語音傳輸和最大1000Mbps的數字數據傳輸的數字數據傳輸 。 8、7類雙絞線類雙絞線 600MHz 在在10G以太網中使用。以太網中使用。 軟件學院9雙絞線接線標準o 1991年，針對在工程中如何使

8、用雙絞線，美國電子工年，針對在工程中如何使用雙絞線，美國電子工業協會業協會EIA和電信工業協會和電信工業協會TIA聯合發布了一個標準，聯合發布了一個標準，EIA/TIA-586。o 1995更新為更新為EIA/TIA-568A，隨后又產生了，隨后又產生了EIA/TIA-568B。o EIA/TIA-568B是工程中經常采用的標準，該標準是工程中經常采用的標準，該標準規定了在工程如何進行雙絞線的連接。規定了在工程如何進行雙絞線的連接。軟件學院10EIA/TIA-568B 標準內容線序表表 EIA/TIA-568BEIA/TIA-568B標準鉸接線的線序標準鉸接線的線序序號序號顏色色標顏色色標對應

9、于對應于RJ45RJ45序號序號1 1橙白橙白1 12 2橙橙2 23 3綠白綠白3 34 4藍藍4 45 5藍白藍白5 56 6綠綠6 67 7棕白棕白7 78 8棕棕8 8EIA/TIA-568B標準接線示意圖標準接線示意圖EIA/TIA-568B標準標準RJ45接線示意圖接線示意圖軟件學院11EIA/TIA-568B 標準內容接線方法Tx+1Tx-2Rx+3Rx-6Tx+1Tx-2Rx+3Rx-6EIA/TIA-568B標準定義普通線的連接示意圖標準定義普通線的連接示意圖 Tx+1Tx-2Rx+3Rx-6Tx+1Tx-2Rx+3Rx-6EIA/TIA-568B標準定義鉸接線的連接示意圖標

10、準定義鉸接線的連接示意圖軟件學院12同軸電纜o 同軸電纜分為同軸電纜分為50和和75兩種。兩種。1、同軸電纜比雙絞線屏蔽性好，因此可以以、同軸電纜比雙絞線屏蔽性好，因此可以以更高的速度傳輸得更遠；更高的速度傳輸得更遠；2、同軸電纜的連接采用、同軸電纜的連接采用T型頭和型頭和BNC頭；頭；3、50的同軸電纜采用基帶傳輸，的同軸電纜采用基帶傳輸，75采用采用寬帶傳輸。寬帶傳輸。o 寬帶電纜系統分為雙電纜系統和單電纜系統。寬帶電纜系統分為雙電纜系統和單電纜系統。軟件學院13光纜o光纜主要使用其中的光纖傳輸光信號，光纖通常由纖芯和包層構成。光纜主要使用其中的光纖傳輸光信號，光纖通常由纖芯和包層構成。1

11、、非常透明的石英玻璃拉成細絲，稱為纖芯，然后和包層一起構成雙層、非常透明的石英玻璃拉成細絲，稱為纖芯，然后和包層一起構成雙層通信圓柱體。纖芯很細，其直徑只有通信圓柱體。纖芯很細，其直徑只有8至至100um。光波通過纖芯進行傳。光波通過纖芯進行傳導；導；2、光線在光纖中利用全反射進行傳播，之所以產生全反射是因為光在不、光線在光纖中利用全反射進行傳播，之所以產生全反射是因為光在不同密度的介質中的傳輸速度不一致，具體體現在折射率上；同密度的介質中的傳輸速度不一致，具體體現在折射率上；3、由于包層和纖芯具有不同的折射率，當光線從高折射率射向低折射率、由于包層和纖芯具有不同的折射率，當光線從高折射率射向

12、低折射率時，其折射角大于入射角，如果入射角足夠大，就會出現全反射。時，其折射角大于入射角，如果入射角足夠大，就會出現全反射。軟件學院14光纜構成o光纜由光纖及其輔助材料組成。光纜由光纖及其輔助材料組成。外護套外護套遠供電源線遠供電源線光纖及其包層光纖及其包層填充物填充物加強芯加強芯外徑外徑內徑內徑光纖示意圖光纖示意圖4芯光纜構成示意圖芯光纜構成示意圖o光纜通信至少需要收發兩條光纖。光纜通信至少需要收發兩條光纖。o光纜可以有光纜可以有2芯、芯、4芯等。芯等。o光纜可以分為室外光纜和室內光纜光纜可以分為室外光纜和室內光纜。軟件學院15光纖中的光信號與光傳播系統o光的全反射，解決了光信號在介質中傳播

13、的問題，為光信號在光纖中光的全反射，解決了光信號在介質中傳播的問題，為光信號在光纖中的傳輸奠定了基礎。的傳輸奠定了基礎。o光信號利用光傳播系統傳輸數據。光傳播系統包括光源、傳輸介質和光信號利用光傳播系統傳輸數據。光傳播系統包括光源、傳輸介質和檢測器；檢測器；o在光傳播系統中利用光脈沖表示數據，一個光脈沖表示在光傳播系統中利用光脈沖表示數據，一個光脈沖表示1，無光脈沖，無光脈沖表示表示0。 1、主要使用的波段為、主要使用的波段為0.85um、1.30um 和和1.55um， 0.85um衰減較大；衰減較大；2、每個波段具有、每個波段具有25000-30000GHz的帶寬。的帶寬。o光通訊系統的模

14、型應用示例如下：光通訊系統的模型應用示例如下：光電光電轉換轉換器器光電光電轉換轉換器器電信號電信號光信號光信號電信號電信號電介質電介質光介質光介質電介質電介質軟件學院16多模光纖與單模光纖o 根據傳播機制的不同，光纖分為單膜和多膜。根據傳播機制的不同，光纖分為單膜和多膜。 1、單膜傳輸距離遠；、單膜傳輸距離遠； 2、多膜傳輸距離近。、多膜傳輸距離近。軟件學院17多模光纖o 光纖的孔徑可以容納多條不同角度入射的光線在光纖中光纖的孔徑可以容納多條不同角度入射的光線在光纖中傳輸，這樣的光纖稱為多模光纖。傳輸，這樣的光纖稱為多模光纖。o 光脈沖在多模光纖中傳輸會逐漸展寬，造成失真，因此光脈沖在多模光纖

15、中傳輸會逐漸展寬，造成失真，因此只適合近距離傳輸。只適合近距離傳輸。輸入脈沖輸入脈沖輸出脈沖輸出脈沖內徑內徑外徑外徑o 常用的多模光纖為常用的多模光纖為50/125um，62.5/125um。軟件學院18單模光纖o 光纖的孔徑只能容納一條光線（光纖的直徑只有一個光光纖的孔徑只能容納一條光線（光纖的直徑只有一個光的波長）在光纖中傳輸，這樣的光纖稱為單模光纖。的波長）在光纖中傳輸，這樣的光纖稱為單模光纖。o 光脈沖在單模光纖中傳輸不會產生多次反射，不會造成光脈沖在單模光纖中傳輸不會產生多次反射，不會造成失真，因此適合長距離傳輸。失真，因此適合長距離傳輸。輸入脈沖輸入脈沖內徑內徑外徑外徑o 常用的單

16、模光纖為常用的單模光纖為10/125um，9/125um。輸出脈沖輸出脈沖軟件學院19光纖的優點和缺點o光纖的主要優點光纖的主要優點 1、傳輸頻帶非常寬，通信容量大；、傳輸頻帶非常寬，通信容量大； 2、傳輸損耗小，中繼距離長；、傳輸損耗小，中繼距離長； 3、抗雷電和電磁干擾性好；、抗雷電和電磁干擾性好； 4、無串音干擾，保密性好；、無串音干擾，保密性好； 5、體積小、重量輕，減小施工難度。、體積小、重量輕，減小施工難度。o光纖的缺點光纖的缺點 1、兩根光纖精確的連接比較困難；、兩根光纖精確的連接比較困難； 2、光的傳播是單向的；、光的傳播是單向的； 3、光纖的價格比較貴。、光纖的價格比較貴。軟

17、件學院202、非導向傳輸媒體o 非導向傳輸媒體是指不使用物理導體來傳輸電非導向傳輸媒體是指不使用物理導體來傳輸電磁波，而是將信號通過空氣（也可以通過水）磁波，而是將信號通過空氣（也可以通過水）廣播出去，從而使任何一個具有接收設備的客廣播出去，從而使任何一個具有接收設備的客戶都能接收它。無線通信采用非導向媒體。戶都能接收它。無線通信采用非導向媒體。o 無線通訊可采用的頻段很廣。根據不同的頻段無線通訊可采用的頻段很廣。根據不同的頻段可用的無線傳輸應用系統有：無線電通信系統可用的無線傳輸應用系統有：無線電通信系統、微波通信系統、紅外通信系統、衛星移動通、微波通信系統、紅外通信系統、衛星移動通信系統等

18、。信系統等。軟件學院21無線通信概述o在不適合使用導向媒體的場合無線通信是唯一的選擇在不適合使用導向媒體的場合無線通信是唯一的選擇 1 1、高山、大河；、高山、大河； 2 2、歷史保護；、歷史保護； 3 3、移動通訊。、移動通訊。o無線傳輸采用電磁波作為介質無線傳輸采用電磁波作為介質 1 1、利用頻率、波長和光速三個參數描述電磁波。、利用頻率、波長和光速三個參數描述電磁波。 （1 1）電磁波每秒震動的次數為頻率（）電磁波每秒震動的次數為頻率（f f）；）； （2 2）兩個相鄰的波峰間的距離為波長（）兩個相鄰的波峰間的距離為波長（）；）； （3 3）電磁波在真空中傳輸的速度為光速（）電磁波在真空

19、中傳輸的速度為光速（c c）。）。 2 2、三者的關系是：、三者的關系是： f=cf=c。軟件學院22無線通信的頻段劃分頻段劃分頻段劃分頻率范圍頻率范圍甚低頻(VLF)3KHz-30KHz低頻(LF)30kHz中頻(MF)300kHz-3MHz高頻(HF)3MHz-30MHz甚高頻(VHF)30MHz-300MHz特高頻(UHF)30MHz-3GHz超高頻(SHF)3GHz-30GHz極高頻(EHF)30GHzo 無線電磁波分為八個頻段，由政府統一管理無線電磁波分為八個頻段，由政府統一管理。軟件學院23無線通信的原理o無線電技術認為地球外有對流層和電離層，無線通信利用它們進行信號無線電技術認為

20、地球外有對流層和電離層，無線通信利用它們進行信號傳輸。傳輸。 1、對流層是指地球大氣層距離地面、對流層是指地球大氣層距離地面30英里的大氣層；英里的大氣層； 2、電離層是指在對流層之上而在太空以下的大氣層。、電離層是指在對流層之上而在太空以下的大氣層。o無線電波利用對流層和電離層，通過五種不同的傳播方式進行傳輸無線電波利用對流層和電離層，通過五種不同的傳播方式進行傳輸 1、球面傳播：在大氣的最低層進行，信號位于最低的頻段，信號沿地球、球面傳播：在大氣的最低層進行，信號位于最低的頻段，信號沿地球表面傳播。傳輸的距離取決于信號的能量。表面傳播。傳輸的距離取決于信號的能量。 2、對流層傳播：可以以直

21、線形式傳播，也可向對流層較高層次廣播，然、對流層傳播：可以以直線形式傳播，也可向對流層較高層次廣播，然后反射回地面。后反射回地面。 3、電離層傳播：信號發送到電離層，然后反射回地面，可以以較小的能、電離層傳播：信號發送到電離層，然后反射回地面，可以以較小的能量傳播更遠的距離。量傳播更遠的距離。 4、視線傳播：甚高頻信號直接從一根天線傳輸到另一根天線，天線必須、視線傳播：甚高頻信號直接從一根天線傳輸到另一根天線，天線必須是有方向的。是有方向的。 5、空間傳播：利用衛星代替大氣折射。、空間傳播：利用衛星代替大氣折射。軟件學院24常用的無線通訊技術o 無線電傳輸技術無線電傳輸技術o 微波通訊技術微波

22、通訊技術o 紅外通信技術紅外通信技術軟件學院25無線電傳輸技術o 無線電傳輸采用無線電傳輸采用104-108Hz的頻率范圍，主要在低頻的頻率范圍，主要在低頻、中頻、高頻和甚高頻頻段。、中頻、高頻和甚高頻頻段。1、無線電波容易產生，且傳輸距離很遠；、無線電波容易產生，且傳輸距離很遠；2、無線電波是全向的；、無線電波是全向的；3、在低頻頻段，無線電波很容易穿透建筑物，而在高、在低頻頻段，無線電波很容易穿透建筑物，而在高頻部分，無線電波傾向于直線傳播，不容易穿透建筑物頻部分，無線電波傾向于直線傳播，不容易穿透建筑物；4、無線電波容易受到雨水、雪以及其他電子設備的干、無線電波容易受到雨水、雪以及其他電

23、子設備的干擾；擾；5、由于全向傳輸，且傳輸距離較遠，無線電波的相互、由于全向傳輸，且傳輸距離較遠，無線電波的相互干擾很嚴重，所以，政府要嚴格管理。干擾很嚴重，所以，政府要嚴格管理。軟件學院26微波通信技術微波通信技術o微波通信采用視線傳播，在電磁波中，微波頻率范圍在微波通信采用視線傳播，在電磁波中，微波頻率范圍在108-1012Hz之間。之間。 1、信號通過天線發送和接收，天線越高，信號傳輸距離越遠；、信號通過天線發送和接收，天線越高，信號傳輸距離越遠； 2、一般情況下，微波傳輸在、一般情況下，微波傳輸在50km左右，如果遠距離傳輸需要中左右，如果遠距離傳輸需要中繼站；繼站； 3、微波通信一次

24、只能向一個方向傳播，因此雙向傳輸需要兩種頻、微波通信一次只能向一個方向傳播，因此雙向傳輸需要兩種頻率。率。地球表面地球表面50km軟件學院27微波通信技術的中繼o 微波通信中繼可以采用微波接力通信和衛星通信兩種形微波通信中繼可以采用微波接力通信和衛星通信兩種形式，但主要采用地面微波接力通信。式，但主要采用地面微波接力通信。o 計算機無線網絡采用的是微波通訊技術。計算機無線網絡采用的是微波通訊技術。地球表面地球表面中繼站中繼站中繼站中繼站中繼站中繼站中繼站中繼站軟件學院28紅外通信技術o 使用的頻段在使用的頻段在10101212-10-101414HzHz范圍內。范圍內。o 廣泛用于短距離通訊。

25、廣泛用于短距離通訊。o 它們有方向性，簡單、造價低，但不能穿越固體物資（它們有方向性，簡單、造價低，但不能穿越固體物資（既是缺點，也是優勢）。既是缺點，也是優勢）。o 紅外防竊聽比無線電系統要好。紅外防竊聽比無線電系統要好。o 紅外系統使用的頻段不需要政府的批準。紅外系統使用的頻段不需要政府的批準。o 家電的遙控系統是引用最廣的一個領域。家電的遙控系統是引用最廣的一個領域。o 桌面系統是紅外通信應用又一個領域。桌面系統是紅外通信應用又一個領域。軟件學院292.6 總結o 通訊系統的模型通訊系統的模型o 信息、數據、信號和碼元的定義信息、數據、信號和碼元的定義o 信道的極限容量信道的極限容量o

26、信道復用信道復用o 數據交換方式數據交換方式o 數據傳輸方法數據傳輸方法o 差錯校驗和控制差錯校驗和控制o 傳輸介質傳輸介質軟件學院軟件學院第第3章章 物理層物理層o3.1 物理層概述物理層概述o3.2 物理層協議物理層協議o3.3 物理層設備物理層設備o3.4 總結總結軟件學院313.1 物理層概述物理層概述o物理層是網絡體系結構中最下面的一層，主要解決計算機在各種不同通物理層是網絡體系結構中最下面的一層，主要解決計算機在各種不同通信線路上傳輸數據比特流的問題，這些問題包括：信線路上傳輸數據比特流的問題，這些問題包括：1、計算機與通信線路（傳輸設備和傳輸媒體）的接口問題，包括：接口、計算機與

27、通信線路（傳輸設備和傳輸媒體）的接口問題，包括：接口形狀、引腳的規格和作用以及鎖定機制等；形狀、引腳的規格和作用以及鎖定機制等；2、比特流傳輸問題，包括：信號電平、信號編碼、傳送方式、物理連接、比特流傳輸問題，包括：信號電平、信號編碼、傳送方式、物理連接的建立和拆除等問題；的建立和拆除等問題；3、屏蔽通信線路的差異，向數據鏈路層提供無差異的、透明的、不可靠、屏蔽通信線路的差異，向數據鏈路層提供無差異的、透明的、不可靠的比特流傳輸服務。的比特流傳輸服務。o物理層采用的協議稱為物理層規程。物理層采用的協議稱為物理層規程。o物理層不包括傳輸媒體。物理層不包括傳輸媒體。o數據傳輸采用串行的方式，傳輸單

28、位為比特。數據傳輸采用串行的方式，傳輸單位為比特。o物理層不涉及尋址，因此不需要地址。物理層不涉及尋址，因此不需要地址。軟件學院32物理層工作過程物理層工作過程o信源信源1 1、從數據鏈路層接收比特流（服務訪問點、服務）；、從數據鏈路層接收比特流（服務訪問點、服務）； 2 2、將并行傳輸轉換成串行傳輸（協議、傳輸方式）。、將并行傳輸轉換成串行傳輸（協議、傳輸方式）。3 3、將比特流編碼成碼元，并將其發送到物理鏈路上（編碼、信號、將比特流編碼成碼元，并將其發送到物理鏈路上（編碼、信號與信道）。與信道）。4 4、媒體實現信號的傳輸（媒體）。、媒體實現信號的傳輸（媒體）。o信宿信宿1 1、從媒體上識

29、別碼元；、從媒體上識別碼元；2 2、將碼元譯碼成比特流；、將碼元譯碼成比特流；3 3、將串行傳輸轉換成并行傳輸；、將串行傳輸轉換成并行傳輸；4 4、將比特流交給數據鏈路層。、將比特流交給數據鏈路層。軟件學院33物理層工作示意圖物理層工作示意圖 比特流 比特流 傳輸媒體 數據鏈路層 幀 01110101011101 曼徹斯特 0 1 1 1 0 1 0 1 1 并轉串 編碼 電信號 數據鏈路層 幀 01110101011101 0 1 1 1 0 1 0 1 1 曼徹斯特 串轉并 譯碼 電信號 物理層 物理層 同步/異步 單、半、全雙工 同步/異步 單、半、全雙工 軟件學院34物理層功能物理層功

30、能o調用數據通信系統提供的信號傳輸服務，實現本層協議功能，向數據鏈調用數據通信系統提供的信號傳輸服務，實現本層協議功能，向數據鏈路層提供無差異、不可靠和透明的比特流傳輸服務。路層提供無差異、不可靠和透明的比特流傳輸服務。1、如何調用數據通信系統的信號傳輸服務；、如何調用數據通信系統的信號傳輸服務；2、無差異、不可靠和透明的的含義；、無差異、不可靠和透明的的含義；3、比特流傳輸。、比特流傳輸。o上述功能的實現具體體現在主機與通信線路上的通信設備之間的接口的上述功能的實現具體體現在主機與通信線路上的通信設備之間的接口的特性上，這些特性包括：特性上，這些特性包括：1、機械特性、機械特性2、電氣特性、

31、電氣特性3、功能特性、功能特性4、規程特性、規程特性軟件學院35機械特性機械特性o 機械特性指網絡連接傳輸媒體的接口所用接線器的機械特性指網絡連接傳輸媒體的接口所用接線器的形狀、尺寸、引腳數目及其排列、固定和鎖定裝置形狀、尺寸、引腳數目及其排列、固定和鎖定裝置等。等。1、提供計算機與傳輸媒體連接功能；、提供計算機與傳輸媒體連接功能；2、屏蔽傳輸媒體的差異性。、屏蔽傳輸媒體的差異性。軟件學院36電氣特性電氣特性o 電氣特性指在網絡接口電纜的各條線上出現的電壓的電氣特性指在網絡接口電纜的各條線上出現的電壓的范圍。范圍。1、有效數據信號電壓范圍；、有效數據信號電壓范圍；2、有效控制信號電壓范圍。、有

32、效控制信號電壓范圍。軟件學院37功能特性功能特性o 功能特性指某條線上出現的某一電平的電壓表功能特性指某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義。示何種意義。n 1、定義使用的編碼方式；、定義使用的編碼方式；n 2、實現比特到碼元的轉換。、實現比特到碼元的轉換。曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼 差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼 軟件學院38過程特性過程特性o 過程特性指對于不同功能的各種可能事件出現的順過程特性指對于不同功能的各種可能事件出現的順序。序。1、實現信號同步；、實現信號同步；2、實現并串轉換。、實現并串轉換。曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼 差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼 軟件學院39物理層功能分

33、解物理層功能分解o基本功能基本功能1、比特流接收；、比特流接收；2、并到串的轉換；、并到串的轉換；3、編碼；、編碼；4、信號的識別；、信號的識別；5、譯碼；、譯碼；6、串到并的轉換；、串到并的轉換；7、比特流提交。、比特流提交。o其他功能其他功能1、并串轉換的緩存管理；、并串轉換的緩存管理；2、透明傳輸；、透明傳輸；3、屏蔽傳輸媒體的差異。、屏蔽傳輸媒體的差異。軟件學院40從體系結構的觀點描述物理層功能從體系結構的觀點描述物理層功能o調用數據通信系統提供的信號傳輸功能。調用數據通信系統提供的信號傳輸功能。o實現本層協議的功能。實現本層協議的功能。o向數據鏈路層提供無差異的、不可靠的和透明的比特

34、流傳輸服向數據鏈路層提供無差異的、不可靠的和透明的比特流傳輸服務。務。o可理解為物理層向數據鏈路層提供了無差異的、不可靠的和透可理解為物理層向數據鏈路層提供了無差異的、不可靠的和透明的比特管道。明的比特管道。軟件學院413.2 物理層規程物理層規程o 常用的物理層規程常用的物理層規程1、RS-232-C2、ADSL3、同步光纖網、同步光纖網SONET和同步數字系列和同步數字系列SDH軟件學院421、EIA RS-232-Co 美國電子工業協會美國電子工業協會1969年發布的一個計算機年發布的一個計算機或終端與調制解調器之間的接口標準。或終端與調制解調器之間的接口標準。1、 RS（Recomme

35、nded Standard）、）、232是該標準的標識號碼、是該標準的標識號碼、C是修改版本號；是修改版本號；2、相應的國際標準是、相應的國際標準是V24；3、該標準規定了、該標準規定了DTE與與DCE之間的機械、電之間的機械、電氣、功能和過程特性；氣、功能和過程特性；4、最大傳輸速率為、最大傳輸速率為19.2kbps，最大距離為，最大距離為15m。軟件學院432、ADSLoADSLADSL（Asymmetric Digital Subscriber LineAsymmetric Digital Subscriber Line，不對稱數字用戶線），不對稱數字用戶線）1 1、一種利用現有的傳統電

36、話線路高速傳輸數字信息的技術，是一種、一種利用現有的傳統電話線路高速傳輸數字信息的技術，是一種調制解調技術；調制解調技術；2 2、該技術將大部分帶寬用來傳輸下行信號，而只用一小部分帶寬來、該技術將大部分帶寬用來傳輸下行信號，而只用一小部分帶寬來傳輸上行信號；傳輸上行信號；3 3、提供三條信道：高速下行（、提供三條信道：高速下行（1.5Mbps1.5Mbps到到9Mbps9Mbps）、上行（）、上行（640kbps640kbps到到1.536Mbps1.536Mbps）和普通電話業務；）和普通電話業務；4 4、傳輸速度與傳輸距離有關（、傳輸速度與傳輸距離有關（ANSI T1.143ANSI T1

37、.143）。）。軟件學院443、SONETSDHo PCM數字傳輸系統存在許多缺點，主要有數字傳輸系統存在許多缺點，主要有 1、速率標準不統一（、速率標準不統一（T1、E1、高次群）；、高次群）； 2、不是真正意義上的同步傳輸。、不是真正意義上的同步傳輸。o 為解決上述問題，提高傳輸的速率，為解決上述問題，提高傳輸的速率，1988年美國推出年美國推出了一個數字傳輸標準既同步光纖網了一個數字傳輸標準既同步光纖網 SONET（Synchronous Optical Network）。）。 軟件學院45SONEToSONET是是ANSI（美國國家標準學會，（美國國家標準學會，AMERICAN NAT

38、IONAL STANDARDS INSTITUTE，成立于，成立于1918年）標準。年）標準。1、將比特流編碼成光信號在光纖上傳輸；、將比特流編碼成光信號在光纖上傳輸；2、提供的高速度和幀結構允許支持一組非常靈活的承載服務；、提供的高速度和幀結構允許支持一組非常靈活的承載服務；3、同步的各級時鐘都來自一個非常精確的主時鐘同步的各級時鐘都來自一個非常精確的主時鐘; ;4、為光纖傳輸系統定義了同步傳輸的線路速率等級結構，該結構以為光纖傳輸系統定義了同步傳輸的線路速率等級結構，該結構以51.84Mbit/s51.84Mbit/s為基礎；為基礎； （1 1） 51.84Mbit/s 51.84Mbit

39、/s 對應電信號的對應電信號的STS-1STS-1標準，對應光信號的標準，對應光信號的OC-1OC-1標標準；準； （2 2）從）從51.84Mbit/s51.84Mbit/s到到39813.120Mbits39813.120Mbits都有相關的標準定義。都有相關的標準定義。6 6、規定了波長為、規定了波長為1310nm1310nm和和1550nm1550nm的激光源，定義了標準光信號；的激光源，定義了標準光信號；7 7、分為四個光接口層：光子層、數字段層、線路層和路徑層。、分為四個光接口層：光子層、數字段層、線路層和路徑層。軟件學院46同步數字系列同步數字系列SDHoITU-TITU-T（國

40、際電信聯盟遠程通信標準化組織，（國際電信聯盟遠程通信標準化組織，ITU-T for ITU Telecommunication ITU-T for ITU Telecommunication Standardization SectorStandardization Sector）以美國標準）以美國標準SONETSONET為基礎，制定出國際標準同步系列為基礎，制定出國際標準同步系列SDHSDH（Synchronous Digital HierarchySynchronous Digital Hierarchy）；）；1 1、SDHSDH的基本速率是的基本速率是155.52Mbit/s155.5

41、2Mbit/s，稱為第，稱為第1 1級同步傳遞模塊，既級同步傳遞模塊，既STM-1STM-1；2 2、SDHSDH多用于中國和歐洲，而多用于中國和歐洲，而SONETSONET多用于北美和日本；多用于北美和日本；3 3、SDHSDH采用自愈合混合結合環行網結構，并與數字交換系統采用自愈合混合結合環行網結構，并與數字交換系統DACSDACS一起使用。一起使用。oSTM-1STM-11 1、SDHSDH的幀是一種塊狀幀，其基本信號是的幀是一種塊狀幀，其基本信號是STM-1STM-1；2 2、可用、可用N N個個STM-1STM-1復用組成復用組成STM-NSTM-N；3 3、STM-1STM-1的速

42、率為的速率為155.52Mbit/s155.52Mbit/s，STM-NSTM-N則是則是STM-1STM-1的的N N倍。倍。軟件學院473.3 物理層設備物理層設備o 物理層設備的功能是將主機與傳輸媒體相連物理層設備的功能是將主機與傳輸媒體相連，實現信號在媒體上傳輸，并向主機提供比，實現信號在媒體上傳輸，并向主機提供比特流傳輸服務。特流傳輸服務。1、中繼器、中繼器2、集線器、集線器軟件學院48中繼器中繼器o 中繼器是把一根線纜中的電或光信號傳遞給另一根線纜中繼器是把一根線纜中的電或光信號傳遞給另一根線纜，不進行路由選擇，也不進行分組過濾的物理層設備。，不進行路由選擇，也不進行分組過濾的物理

43、層設備。1、按照、按照OSI的術語，中繼器是物理層中間系統；的術語，中繼器是物理層中間系統；2、其作用是延長通信介質長度，擴大網絡覆蓋范圍；、其作用是延長通信介質長度，擴大網絡覆蓋范圍；3、可通過串聯中繼器擴大信號傳輸范圍，但由于信號、可通過串聯中繼器擴大信號傳輸范圍，但由于信號特性和噪聲的影響，相互串聯的中繼器的數量有一定的特性和噪聲的影響，相互串聯的中繼器的數量有一定的限制。限制。軟件學院49集線器簡介集線器簡介o通常指共享式以太網集線器（通常指共享式以太網集線器（hub）1、工作在物理層，、工作在物理層，實現網絡接口的機械、電氣、功能和規程特性，實現網絡接口的機械、電氣、功能和規程特性，

44、本質上是多本質上是多端口中繼器；端口中繼器；2、不解釋傳輸的數據，、不解釋傳輸的數據，對傳輸的數據是透明的對傳輸的數據是透明的；3、從一個端口接收信號，將其再生后中繼到其他端口，、從一個端口接收信號，將其再生后中繼到其他端口，可以將信號放大（識可以將信號放大（識別、重新形成）后，再傳出去；別、重新形成）后，再傳出去； （1）廣播方式傳播信號；）廣播方式傳播信號； （2）在）在t0時刻，連接到集線器上的所有站點中，只有一個站點在發送數據，半時刻，連接到集線器上的所有站點中，只有一個站點在發送數據，半雙工；雙工； （3）可以理解為集線器分時為各個站點提供數據傳輸服務；）可以理解為集線器分時為各個站點提供數據傳輸服務； （4）從統計學角度來看，如果集線器的帶寬為）從統計學